CN111766810B - 一种可移动智能共享压力舱系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可移动智能共享压力舱系统，包括至少一个微增压共享氧舱和后台信息管理系统；增压氧舱包括过渡舱、增压舱、设备柜、人数监控系统、自动环境监控系统、制氧系统、手动环境监控系统和舱内电控系统，后台信息管理系统包括远程监控系统、远程定位系统、自助扫码支付系统和商户后台管理系统。通过模块化和高集成度，使微增压共享氧舱体积小巧并具有丰富的功能，实现了整个系统的智能化监控，实现远程一键启停、洗舱操作，自动报警并处理警情，无需人员现场运营维护。并且针对非特定用户，能实现自动运行，一键启停、洗舱操作。因此特别适于在酒店、机场和旅游景点等使用空间较小、数量较多的场景中应用和推广。

Description

一种可移动智能共享压力舱系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及智能共享的高原装备领域，特别涉及一种装载于公共场所、无人化管理、缓解高原反应的智能共享压力舱系统。

背景技术

目前针对西藏地区各个行业的进步尤其是旅游业的蓬勃发展的现状，市场上陆续出现了多种形式的缓解高原反应的设备，例如增压氧舱。目前，此种形式的舱体总体重量偏高、体积过大、操作复杂且功能单一，不能远程监控，无法满足不同环境的由不特定用户权限自行简便使用的需求。尤其在酒店、机场和旅游景点使用空间较小的情况下，数量较多不能一一现场人员值守，只能由非特定用户自行操作的情况下，此类设备的使用性受到很大限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：通过了一种可移动智能共享压力舱系统及其实现方法，以克服现有的在使用空间较小的情况下，针对由不特定用户自行操作的缓解高原反应的设备所存在的一些问题：

1、总体重量偏高、体积过大；

2、操作复杂且功能单一，不能远程监控，

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明提供了一种可移动智能共享压力舱系统，

包括至少一个微增压共享氧舱和后台信息管理系统；

所述微增压共享氧舱包括：

过渡舱，用于用户进入增压舱前的过渡阶段和安装部分的设备，与增压舱相连；所述过渡阶段包括人数监测，扫码支付；所述安装部分的设备包括人数监测终端、扫码支付码、电控柜、消防装置、消防开关；

增压舱，主要用于实现增压增氧功能以供用户使用，并实现包括娱乐、一键启停、应急泄压、消防报警并开启过渡舱电动密封舱门和增压舱电动密封舱门在内的功能；

设备柜，用于安装增压装置、制氧系统的制氧机和制氧终端、以及空调外机，置于增压舱或过渡舱外；

人数监控系统，通过远程监控实现增压舱内人数监测，然后与扫码支付相结合以实现按人数支付费用的功能；

自动环境监控系统，用于控制压力舱内压力，监测并控制舱内空气成分，自动消防报警，在消防报警或不能控制舱内压力或控制舱内空气成分时自动紧急关闭微增压共享氧舱，并紧急减压然后开启过渡舱电动密封舱门和增压舱电动密封舱门；

制氧系统，用于氧气发生并供应用户使用；

手动环境监控系统；用于实现用户手动和远程监控人员远程手动实现一键洗舱、一键启停、应急减压、消防响应和消防报警功能；

舱内电控系统，用于对各用电设备的供电和控制；

通讯系统的舱内端，用于与远程监控实现双向通讯。

所述后台信息管理系统包括：

远程监控系统，用于远程监控各微增压共享氧舱地理位置、舱内环境和远程启停使用功能，舱内实现双向通讯，以及接收自助扫码支付系统信息以据此远程启停使用功能；

远程定位系统，用于定位各微增压共享氧舱地理位置；

自助扫码支付系统，用于用户扫码支付使用费用，并反馈给远程监控系统；包括H5页面，H5页面用于向支付用户展示商户服务信息，包括服务类别及收费标准；支付用户选择服务类别后，发送订单及支付请求；

商户后台管理系统，与用于用户端的H5页面配合，提供各种对外接口，并建立后台管理工作。

进一步的，所述过渡舱，包括过渡舱舱体，过渡舱舱体设置有过渡舱电动密封舱门，过渡舱电动密封舱门旁的过渡舱舱体外壁设置有扫码支付码；

所述过渡舱舱体安装有消防装置、消防开关、第一电动球阀、第一手动减压阀、人数监测终端和电控柜；

所述第一电动球阀安装在过渡舱舱壁，通向舱外，与控制箱中PLC连接， 用于控制并实现过渡舱的增压、泄压。

进一步的，所述自动环境监控系统，通过控制箱的PLC与后台信息管理系统中的远程监控系统中的舱内自动环境监控系统，用于检测和控制增压舱内环境，包括

HMI触摸屏，安装在增压舱舱体中，与控制箱中的PLC相连，用于显示舱内各种环境数据、各种报警数据，各种提示信息，本地一键启停按钮，本地一键洗舱按钮；

烟雾报警装置，安装在增压舱舱体中，与控制箱中的PLC相连，用于侦测增压舱舱体中是否存在烟雾，以能够在火灾时向用户和后台信息管理系统的远程监控系统发出报警信号；

第二电动球阀，安装增压舱体上，通向舱外，与控制箱的PLC相连，用于控制并实现增压舱的增压、泄压；

电磁阀，安装增压舱体上，与控制箱的PLC相连，用于控制并实现增压舱的增压、保压；

增压装置，安装在设备柜中，包括依次连接的过滤器、风机、单向阀和消音器，最后连接到增压舱舱体，其中，风机设置有变频器，变频器与控制箱的PLC相连，增压装置还包括设置在增压舱舱体上的释压阀；

环境监测箱，设置在增压舱舱体内，用于监测增压舱舱体内压力、氧气浓度、一氧化碳浓度和二氧化碳浓度，设置有分别与控制箱的PLC相连的压力变送器、氧气变送器、一氧化碳变送器和二氧化碳变送器。

进一步的，所述手动环境监控系统，用于手动控制增压舱舱体内环境、启停增压舱、手动消防报警和手动灭火，包括：

一键洗舱键，设置在HMI触摸屏，用于实现用户只需按下本键就能将增压舱舱体内空气与舱外交换，且舱内压力保持不变；

一键启停键，设置在HMI触摸屏，用于实现用户只需按下本键就能启动或停止增压舱的工作并自动开启或关闭增压舱电动密封舱门，在增压舱没有启动时，本键显示为“一键启动”，在增压舱已经启动后，本键显示为“一键停止”；

第一、第二手动应急减压阀，分别设置在过渡舱舱体和增压舱舱体内，用于用户或其他人员手动开启卸载增压舱、过渡舱舱体内压力；

消防装置，设置在增压舱舱体内，用于扑灭舱体内火灾，包括灭火器，分别连接报警装置，以及通过控制箱的PLC经物联网监控终端连接到后台信息管理系统的远程监控系统；

消防开关，设置在过渡舱舱体和增压舱舱体内，用于火警本地和远程报警；

报警开关，设置在增压舱舱体内，分别连接到设置于增压舱舱体外顶部的报警装置和控制箱的PLC，报警装置能够发出声光报警，警告舱外人员，通过控制箱的PLC经物联网监控终端连接到后台信息管理系统，实现远程报警；

报警装置，还用于环境监控检测到异常并不能恢复环境正常时发作警报，由自动环境控制系统通过控制箱的PLC发送命令到报警装置。

进一步的，所述舱内电控系统，用于保障各系统、各设备稳定供电，并根据控制箱的PLC的指令启停各设备，包括电控柜；

所述电控柜，设置在过渡舱，与控制箱的PLC相连，接收PLC指令，并通过配电柜控制各设备工作；电控柜设置有配电柜和供配电系统；

所述物联网监控终端，硬件部分包括数据采集终端，由STM32F407主控芯片和SIM900A GPRS通信模块组成，并提供丰富的外设接口，包括5个串口；1个CAN口；1个网口以及1个USB接.口，以便对多设备进行数据采集。

本发明还提供了一种可移动智能共享压力舱系统的实现方法，其特征在于，包括自动工作流程，其包括如下步骤：

步骤1、开始；

步骤2、自助扫码支付；

步骤3、微增压共享氧舱智能自检；

步骤4、过渡舱、增压舱电动密封舱门开启；

步骤5、人数监测系统确认人员进入增压舱，并语音提示过渡舱、增压舱电动密封舱门将关闭，请做好准备；

步骤6、过渡舱、增压舱电动密封舱门关闭，并语音提示增压将开始；

步骤7、自动环境控制系统开启，判断环境监控是否正常：是，执行步骤8；否，执行步骤14；

步骤8、增压舱内增压增氧至规定时间；

步骤9、过渡舱、增压舱电动密封舱门开启；

步骤10、自动环境控制系统关闭；

步骤11、人数自动识别系统确认人员出舱；

步骤12、过渡舱、增压舱电动密封舱门关闭；

步骤13、通过物联网监控终端上报远程监控定位系统后台信息管理系统

步骤14、结束；

步骤15、远程监控系统报警人工调整参数；

步骤16、判断环境监控是否恢复正常：是，执行步骤8；否，执行步骤16；

步骤17、舱内、外报警装置启动，并语音提示用户停止使用和离开；

步骤18、现场维护；

步骤19、控制箱上报维修完成、警报解除信息；

步骤20、远程监控系统报警解除，然后执行步骤13。

本发明还提供了一种可移动智能共享压力舱系统的实现方法，其特征在于，包括本地一键启停程序，其包括如下步骤：

步骤1、PLC判断一键启停按钮是否按下，是则执行步骤2；

步骤2、HMI触摸屏是否切换到手动控制，是则执行步骤3，否则HMI触摸屏显示提示信息和切换按钮；

步骤3、增压装置是否开启，是则执行步骤4，否则执行步骤8；

步骤4、关闭增压装置，开启电磁阀、电动球阀泄压，接着执行步骤5；

步骤5、自动环境控制系统侦测是否完成泄压，是则执行步骤6，否则继续泄压；

步骤6、两道电动密封门开启，接着执行步骤7；

步骤7、自动环境控制系统关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯；

步骤8、两道电动密封舱门关闭，接着执行步骤9；

步骤9、自动环境控制系统关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯。

本发明还提供了一种可移动智能共享压力舱系统的实现方法，包括远程一键启停程序，其包括如下步骤：

步骤1、后台信息管理系统一键启停指令是否发出，是执行步骤2；

步骤2、后台信息管理系统发出的一键启停指令通过物联网监控终端控制 PLC执行步骤3；

步骤3、增压装置是否开启，是则执行步骤4，否则执行步骤8；

步骤4、关闭增压装置，开启电磁阀、电动球阀泄压，接着执行步骤5；

步骤5、自动环境控制系统侦测是否完成泄压，是则执行步骤6，否则继续泄压；

步骤6、两道电动密封门开启，接着执行步骤7；

步骤7、自动环境控制系统关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯；

步骤8、两道电动密封舱门关闭，接着执行步骤9；

步骤9、自动环境控制系统关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯。

本发明还提供了一种可移动智能共享压力舱系统的实现方法，其特征在于，包括本地一键洗舱程序，其包括如下步骤：

步骤1、PLC判断一键洗舱按钮是否按下，是则执行步骤2；

步骤2、环境变量是否在设置范围内，是则执行步骤3，否则执行步骤5；

步骤3、增压装置开启，电磁阀、电动球阀开启，进气量=排气量，预设服务条件达成后执行步骤4；

步骤4、增压装置关闭、电磁阀、电动球阀关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯；

步骤5、在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯。

本发明还提供了一种可移动智能共享压力舱系统的实现方法，其特征在于，包括远程一键洗舱程序，其包括如下步骤：

步骤1、后台信息管理系统一键洗舱指令是否发出，是执行步骤2；

步骤2、后台信息管理系统发出的一键洗舱指令通过物联网监控终端控制 PLC执行步骤3；

步骤3、增压装置开启，电磁阀、电动球阀开启，进气量=排气量，预设服务条件达成后执行步骤4；

步骤4、增压装置关闭、电磁阀、电动球阀关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯；

步骤5、在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯。

本发明的有益效果是：通过模块化和高集成度，使增压舱体积小巧的同时具有丰富的功能，并以多种功能为支撑实现了整个系统的智能化监控，实现远程一键启停、洗舱操作，自动报警并处理警情，无需人员现场运营维护。并且针对非特定用户，能实现自动运行，一键启停、洗舱操作。因此特别适于在酒店、机场和旅游景点等使用空间较小，数量较多的场景中应用和推广。

附图说明

图1为本发明的系统硬件连接关系原理框图；

图2为本发明的系统控制关系原理框图；

图3为物联网监控终端结构框图；

图4为数据采集终端的数据处理流程图；

图5为供配电系统框图；

图6为市电供电模式原理框图；

图7为蓄电池供电模式原理框图；

图8为放电系统组成原理框图；

图9为配电组合结构框图；

图10为供配电原理简图；

图11为远程监控系统的软件系统的主界面；

图12为图11中的基本信息功能区界面；

图13为图11中的历史查询界面；

图14为监控信息功能区界面；

图15为远程控制功能区界面；

图16为信息显示功能区界面；

图17为H5支付流程图；

图18为本发明的流程框图；

图19为增压舱的本地一键启停程序的流程框图；

图20为增压舱的远程一键启停程序的流程框图；

图21为增压舱的本地一键洗舱程序的流程框图；

图22为增压舱的远程一键洗舱程序的流程框图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。所述实施例的示例在附图中示出，参考附图描述的实施例仅是示例性的，仅用于解释本发明，而不是对本发明的限制。

本发明中描述的术语“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方向和位置关系为基于附图所示的方向和位置关系，仅为了便于描述和简化描述，并非指示或暗示所指的装置或原件必须具有的特定的方位，也不能理解为是对本发明的限制。

如图1、2所示，该可移动智能共享压力舱系统，包括至少一个微增压共享氧舱和后台信息管理系统；

所述微增压共享氧舱包括：

过渡舱，用于用户进入增压舱前的过渡阶段和安装部分的设备，与增压舱相连；所述过渡阶段包括人数监测，扫码支付；所述安装部分的设备包括人数监测终端、扫码支付码、电控柜、消防装置、消防开关；

增压舱，主要用于实现增压增氧功能以供用户使用，并实现包括娱乐、一键启停、应急泄压、消防报警并开启过渡舱电动密封舱门和增压舱电动密封舱门在内的功能；

设备柜，用于安装增压装置、制氧系统的制氧机和制氧终端、以及空调外机，置于增压舱或过渡舱外；

人数监控系统，通过远程监控实现增压舱内人数监测，然后与扫码支付相结合以实现按人数支付费用的功能；

自动环境监控系统，用于控制压力舱内压力，监测并控制舱内空气成分，自动消防报警，在消防报警或不能控制舱内压力或控制舱内空气成分时自动紧急关闭微增压共享氧舱，并紧急减压然后开启过渡舱电动密封舱门和增压舱电动密封舱门；

制氧系统，用于氧气发生并供应用户使用；

手动环境监控系统；用于实现用户手动和远程监控人员远程手动实现一键洗舱、一键启停、应急减压、消防响应和消防报警功能；

舱内电控系统，用于对各用电设备的供电和控制；

通讯系统的舱内端，用于与远程监控实现双向通讯。

所述后台信息管理系统包括：

远程监控系统，用于远程监控各微增压共享氧舱地理位置、舱内环境和远程启停使用功能，舱内实现双向通讯，以及接收自助扫码支付系统信息以据此远程启停使用功能；

远程定位系统，用于定位各微增压共享氧舱地理位置；

自助扫码支付系统，用于用户扫码支付使用费用，并反馈给远程监控系统；包括H5页面，H5页面用于向支付用户展示商户服务信息，包括服务类别及收费标准；支付用户选择服务类别后，发送订单及支付请求；

商户后台管理系统，与用于用户端的H5页面配合，提供各种对外接口，并建立后台管理工作。

过渡舱

所述过渡舱，包括过渡舱舱体，过渡舱舱体设置有过渡舱电动密封舱门，过渡舱电动密封舱门旁的过渡舱舱体外壁设置有扫码支付码，

过渡舱舱体安装有消防装置、消防开关、第一电动球阀、第一手动减压阀、人数监测终端和电控柜；

所述第一电动球阀安装在过渡舱舱壁，通向舱外，与控制箱中PLC连接， 用于控制并实现过渡舱的增压、泄压。

消防装置、消防开关、第一手动减压阀、人数监测终端和电控柜将在下文详细说明。

增压舱

所述增压舱，包括增压舱舱体和增压舱电动密封舱门，增压舱电动密封舱门与过渡舱连通，

增压舱舱体内设置有报警开关、烟雾报警装置、环境监测箱、HMI触摸屏、吸氧终端，第二手动应急减压阀、电磁阀、第二电动球阀和内部配套实施；增压舱舱体的舱顶设置有报警装置；

所述内部配套实施包括通讯系统的舱内端、航空座椅、娱乐实施、饮水机、空调内机、装饰、报警开关、消防开关、消防装饰和照明装置；

所述报警开关、消防开关、烟雾报警装置、环境监测箱、HMI触摸屏、吸氧终端，第二手动应急减压阀在、电磁阀和第二电动球阀和报警装置将在下文详细说明。

人数监控系统

所述人数监控系统为外购，安装在过渡舱舱体中，为3D双目视觉人数监测系统，前端设备为3D双目客流一体机，依次通过控制箱中的PLC、物联网监控终端连接到后台信息管理系统的后端设备，所述后端设备为客流中心数据管理服务器，客流中心数据管理服务器为计算机程序，被安装在后台信息管理系统中。

自动环境监控系统

所述自动环境监控系统，通过控制箱的PLC与后台信息管理系统中的远程监控系统中的舱内自动环境监控系统连接；用于检测和控制增压舱内环境，包括

HMI触摸屏，安装在增压舱舱体中，与控制箱中的PLC相连，用于显示舱内各种环境数据、各种报警数据，各种提示信息，本地一键启停按钮，本地一键洗舱按钮；

烟雾报警装置，安装在增压舱舱体中，与控制箱中的PLC相连，用于侦测增压舱舱体中是否存在烟雾，以能够在火灾时向用户和后台信息管理系统的远程监控系统发出报警信号；

第二电动球阀，安装增压舱体上，通向舱外，与控制箱的PLC相连，用于控制并实现增压舱的增压、泄压；

电磁阀，安装增压舱体上，与控制箱的PLC相连，用于控制并实现增压舱的增压、保压；

增压装置，安装在设备柜中，包括依次连接的过滤器、风机、单向阀和消音器，最后连接到增压舱舱体，其中，风机设置有变频器，变频器与控制箱的PLC相连，增压装置还包括设置在增压舱舱体上的释压阀；

环境监测箱，设置在增压舱舱体内，用于监测增压舱舱体内压力、氧气浓度、一氧化碳浓度和二氧化碳浓度,设置有分别与控制箱的PLC相连的压力变送器、氧气变送器、一氧化碳变送器和二氧化碳变送器。

制氧系统

所述制氧系统包括

制氧终端，设置在设备柜中，制氧通过制氧终端连接到控制箱的PLC，以控制制氧机；

制氧机，发生氧气并输送至吸氧终端以供用户使用；

吸氧终端，为用户提供吸氧人机接口，一般为吸氧管或吸氧面具。

手动环境监控系统

所述手动环境监控系统，用于手动控制增压舱舱体内环境、启停增压舱、手动消防报警和手动灭火，包括

一键洗舱键，设置在HMI触摸屏，用于实现用户只需按下本键就能将增压舱舱体内空气更新，并保持舱内压力不变，具体流程将后续单独说明；

一键启停键，设置在HMI触摸屏，用于实现用户只需按下本键就能启动或停止增压舱的工作并自动开启或关闭增压舱电动密封舱门，在增压舱没有启动时，本键显示为“一键启动”，在增压舱已经启动后，本键显示为“一键停止”，具体流程将后续单独说明；

第一、第二手动应急减压阀，分别设置在过渡舱舱体和增压舱舱体内，用于用户或其他人员手动开启卸载增压舱、过渡舱舱体内压力；

消防装置，设置在增压舱舱体内，用于扑灭舱体内火灾，包括灭火器，分别连接报警装置，以及通过控制箱的PLC经物联网监控终端连接到后台信息管理系统的远程监控系统；

消防开关，设置在过渡舱舱体和增压舱舱体内，用于火警本地和远程报警；

报警开关，设置在增压舱舱体内，分别连接到设置于增压舱舱体外顶部的报警装置和控制箱的PLC，报警装置能够发出声光报警，警告舱外人员，通过控制箱的PLC经物联网监控终端连接到后台信息管理系统，实现远程报警；

报警装置，还用于环境监控检测到异常并不能恢复环境正常时发作警报，由自动环境控制系统通过控制箱的PLC发送命令到报警装置。

通讯系统

通讯系统，实现双向通讯，包括舱内端和通过物联网监控终端连接到后台信息管理系统的远程收发端。

舱内电控系统

所述舱内电控系统，用于保障各系统、各设备稳定供电，并根据控制箱的PLC的指令启停各设备，包括电控柜；

所述电控柜，设置在过渡舱，与控制箱的PLC相连，接收PLC指令，并通过配电柜控制各设备工作；电控柜设置有配电柜和供配电系统；所示物联网监控终端将在后文详细介绍。

物联网监控终端

（1）硬件方案

如图3所示，所述物联网监控终端硬件部分主要为数据采集终端，由STM32F407主控芯片和SIM900A GPRS通信模块组成，并提供丰富的外设接口，包括5个串口；1个CAN口；1个网口以及1个USB接.口，以便对多设备进行数据采集。

STM32F407性能简介：

STM32F407系列是基于高性能的ARM®Cortex™-M4F的32位RISC内核。工作频率高达168 MHz的Cortex-M4F，功能支持所有ARM单精度数据处理指令和数据类型的单精度浮点单元（FPU）。它还实现了一套完整的DSP指令和内存保护单元（MPU），从而提高应用程序的安全性。

该STM32F407系列采用高速嵌入式存储器（多达1 MB闪存，高达192 KB的SRAM），最多4字节的备份SRAM，以及广泛的增强I / O的连接到两条APB总线和外设，两个AHB总线和一个32位的多AHB总线矩阵。

所有STM32F407设备提供3个12位ADC，两个DAC，1个低功耗RTC，12个通用16位定时器，其中包括两个用于电机控制的PWM定时器，两个通用32位定时器。一个真正的随机数发生器（RNG）。他们还配备了标准和先进的通信接口。

SIM900A简介：

a)MT 封装：易于客户生产加工；

b)尺寸小：24*24*3mm ；

c)功耗低：待机模式电流低于 18mA、sleep 模式低于 2mA ；

d)供电范围宽：3.2～4.8V ；

e)支持频段：GSM/GPRS 900/1800MHz ；

f)语音编码：支持半速率、全速率、增强型速率；

g)支持回声抑制算法，可以基于不同客户设备通过 AT 命令调节回音抑制消除。

监控系统板卡通过预留的数据接口采集GPS定位数据及相关数据，同时可以为微增压共享氧舱提供定位功能。

（2）软件方案

数据采集终端以STM32F407为主控芯片，根据各设备提供的通信接口和通信协议对各设备进行报警信息的采集，并对采集到的信息根据定制的协议进行处理打包，然后将打包好的报文通过RS232接口发送到SIM900A模块，通过GPRS将数据发到服务器监控端。STM32F407程序采用uC/OS-II操作系统，uC/OS-II对整个系统进行任务划分，各任务对操作的部件、装置等资源进行统一协调，完成系统的任务调度，各个外设的任务划分如数据流程图所示；

如图4所示，所述数据采集终端的数据处理流程包括以下步骤：

步骤1、程序启动

步骤2、程序初始化

步骤3、创建任务：

步骤3.1、com1-com5任务等待，消息邮箱有数据

否，继续等待；是，数据处理；

步骤3.2、USB任务等待，消息邮箱有数据

否，继续等待；是，数据处理；

步骤3.3、网口任务等待，消息邮箱有数据

否，继续等待；是，数据处理；

步骤3.4、CAN口任务等待，消息邮箱有数据

否，继续等待；是，数据处理；

步骤3.5、GPRS任务→数据处理→数据接收和发送。

配电柜

所述配电柜，设置在电控柜内，分别连接电控柜、各设备和各系统，用于向各设备和各系统供电和执行电控柜指令；

如图5所示，供配电系统，设置在电控柜内，用于接入和调制市电和UPS，主要由市电输入模块、UPS、充电组合、蓄电池组合、配电组合以及各输出端口组成；其中配电组合主要实现输入供电方式选择以及输出配电的功能；蓄电池组合主要用于应急供电；UPS模块主要包括逆变组合和充电组合；逆变组合主要包括PFC整流和DC/AC变换模块组成，其中PFC整流模块用于提高市电输出电压的功率因数，同时用于为充电电源提供电能；DC/AC模块用于将直流电转化为系统负载所需要的交流电。

输入供电方案原理

微增压共享氧舱共有市电、UPS蓄电池两种供电方式。系统根据设计要求选择合适的供电模式，从而保证了系统稳定的电力供应。

如图6所示，当市电输入时，市电电缆接入微增压共享氧舱，系统选择市电供电模式，市电经过配电组合输送给PFC模块进行功率因数校正，校正后经过DC/AC变换得到稳定的输出电压。

如图7所示，当停电、断电时，系统自动转为蓄电池供电模式，实现不间断供电，如图3所示，由于舱内各用电设备均为交流负载，所以蓄电池需要经过逆变组合将直流电转化为适用于负载的交流电压，从而保证系统不间断的正常工作。

当系统的市电供应恢复供应后，系统从蓄电池供电模式切换到市电供电模式。

充电系统方案原理

供配电系统的充电模块主要包括市电、蓄电池、充电电源及逆变器中的PFC整流模块等部分组成。

当市电正常时，市电经过整流，为蓄电池的充电电源提供电能。

如图8所示，供配电系统中蓄电池放电过程主要是经过DC/AC变换将直流电转换为交流电，为符合负载供电要求，需要经过DC/AC逆变过程，然后经输出配电模块为系统提供电能，保证系统电力的正常供应。

输出配电方案原理

如图9所示，市电或者经蓄电池逆变的输出电压经过配电组合处理接入负载。

供配电系统详细设计

供配电系统主要由市电、UPS、配电箱、蓄电池等部分组成，供配电原理简图如图10所示。

市电通过接口开关选择供电模式。市电经过配电器直接为空调、风机、制氧机、电视、插座提供电能，其它设备如控制箱、照明经过UPS供电，从而保证控制箱、照明不间断供电。

由于空调、风机、制氧机是感性负载，其瞬时启动电流过大，如果接入UPS会对UPS产生过大冲击，导致UPS损坏，所以空调、风机、制氧机不接入UPS。

当市电掉电时，UPS通过蓄电池为设备供电，所以控制箱、照明能够不间断工作。

UPS选用适用环境及功率要求的UPS，其参数如表1。

表1 UPS选型

产品名称

厂家

型号

输入

输出

功率（KW）

体积（mm）

重量（Kg）

UPS

APC

SURT2K

单相

单相

1.5KW

432×85×483

25

蓄电池

蓄电池为UPS自带，无需外接。蓄电时间可持续15分钟～30分钟。

接口开关箱

市电接口连接器选择WEIPU系列连接器。根据额定电流40A，市电接口插座端选择连接器型号为WEIPU。

配电箱

最上排为市电、UPS蓄电池两种供电模式显示灯，显示当前的供电模式。控制空开包括电源总开关以及各负载输出开关，只有当相应的电源开关闭合以及负载对应的输出开关都闭合时，该负载才有电力供应。

线缆选型

根据高原供电特性选择线缆的类型，选择609厂RVV 3芯系列的线缆作为供电线缆。

线缆选型的原则是满足功能要求，同时线缆种类尽可能少，优选软线、散线。

RVV 3芯线缆是450V/750V及以下聚氯乙烯绝缘连接用软线，适用于家用电气、小型电动工具、仪器仪表及动力照明。工作温度为-25℃～70℃。

接地

舱体设计接地螺栓，用于连接接地线。

地线连接前供电开关处于OFF位置，地线连接后再连接市电电缆，拨动供电开关。

供电开关拨到OFF位置后，市电电缆拔掉，之后再拆除地线。

地线电缆长度20米，线缆材料采用防波套P-6×10，两端压接焊片。

舱内放置接地桩。

防雷、防漏电、过电保护、防火装置

安装电源防雷器、电源防雷器保护开关、漏电保护开关。舱体供电时电源防雷器保护开关、漏电保护开关闭合。

过电保护：当发生过流、过压、短路、漏电等情况，自动跳闸保护电气设备。

防火装置：当发生电气设备、电缆或电路过热而引起起火情况，应有必要的灭火装置。

后台信息管理系统

远程监控系统

所述远程监控系统的软件系统主要基于WINDOS开发，采用MFC框架平台搭建，并嵌入MySQL数据管理系统，对采集的数据进行存储管理。整个系统平台已搭建完成。可根据客户端需求进行相应的调整。

如下图11所示，服务器后台界面主要包括四大功能区域：基本信息功能区、监控信息功能区、远程控制功能区、信息显示功能区。

基本信息功能区，如图12所示

（1）服务器地址：

服务器端口号为统一和基本固定值；即服务器对多个客户端使用同一个端口号；基本固定意味端口号在一定条件下为固定值，在服务器更改或者搬迁条件下，可通过手动命令统一修改IP和端口号。（关于此项功能见手动命令的设置）；

（2）在线设备：

设备识别号为设备统一的唯一编号，设备识别号由微增压共享氧舱厂家编写，同微增压共享氧舱编号；

（3）历史查询：

查询所有与服务器连接过的设备的历史数据，其界面显示及功能如图13所示出；

（4）其他功能：

实时以文字和颜色提示设备连接状态，并实时统计在线数量。

监控信息功能区，如图14所示

在监控信息功能区可实现对选中设备的在线实时数据监控，也可对设备的各个参数进行手动设置和查询。

远程控制功能区，如图15所示

（1）对设备的工作状态进行远程控制包括控制风机、洗舱、控制泄压阀等。

（2）手动命令是专门为工程师开发的功能，用于紧急和特殊情况下，工程师远程修改特定参数。在此区域进行手动命令设置（手动命令为向终端发送最新服务器IP和端口号命令：@*,SDDK,IP号,端口号,校验位,OK）。

信息显示功能区，如图16所示

该区域统计显示在线设备，离线设备，设备报警信息和设备支付信息。

自助扫码支付系统

自助扫码支付通过对接第三方的支付系统实现，为成熟技术。通过H5 支付实现，H5 支付是指商户在微信客户端外的移动端网页展示商品或服务，用户在前述页面确认使用微信支付时，商户发起本服务呼起微信客户端进行支付。主要用于触屏版的手机浏览器请求微信支付的场景。可以方便的从外部浏览器唤起微信支付。

H5支付流程如图17。H5支付流程：支付用户扫码查看商户H5页面商品信息，并选取消费的商品，在支付客户端生成订单请求支付，发送到商品后台管理软件，后台管理软件调用支付系统接口回复支付参数。支付用户发起支付，由支付系统完成支付，并向商户后台管理软件发送支付成功信息。商户后台管理软件接收支付成功信息并将相关数据传送给服务器后台软件。

商户后台管理体统

在以上信息交互过程中，支付客户端和支付用户端各自使用成熟的软硬件产品，而与支付用户的交互的H5页面及商户管理后台软件需重新开发。其中，H5页面用于向支付用户展示商户服务信息，包括服务类别及收费标准；支付用户选择服务类别后，发送订单及支付请求。商户管理后台软件用于提供各种对外接口，并建立后台管理工作。对外接口包括：支付接口，商品展示接口，消息通知窗口，用户注册接口，用户登录接口，交易流水查询接口等；后台管理工作包括：会员管理，交易记录，活动管理，设备管理，账号管理，商品管理，积分管理，优惠券管理等。

各流程，也就是本发明的实现方法

微增压共享氧舱自动工作流程

如图18所示，本发明自动工作流程如下：

步骤1、开始；

步骤2、自助扫码支付；

步骤3、微增压共享氧舱智能自检；

步骤4、过渡舱、增压舱电动密封舱门开启；

步骤5、人数监测系统确认人员进入增压舱，并语音提示过渡舱、增压舱电动密封舱门将关闭，请做好准备；

步骤6、过渡舱、增压舱电动密封舱门关闭，并语音提示增压将开始；

步骤7、自动环境控制系统开启，判断环境监控是否正常：是，执行步骤8；否，执行步骤14；

步骤8、增压舱内增压增氧至规定时间；

步骤9、过渡舱、增压舱电动密封舱门开启；

步骤10、自动环境控制系统关闭；

步骤11、人数自动识别系统确认人员出舱；

步骤12、过渡舱、增压舱电动密封舱门关闭；

步骤13、通过物联网监控终端上报远程监控定位系统后台信息管理系统

步骤14、结束；

步骤15、远程监控系统报警人工调整参数；

步骤16、判断环境监控是否恢复正常：是，执行步骤8；否，执行步骤16；

步骤17、舱内、外报警装置启动，并语音提示用户停止使用和离开；

步骤18、现场维护；

步骤19、控制箱上报维修完成、警报解除信息；

步骤20、远程监控系统报警解除，然后执行步骤13。

本地一键启停程序

如图19所示，微增压共享氧舱的本地一键启停程序的步骤如下，

步骤1、PLC判断一键启停按钮是否按下，是则执行步骤2；

步骤2、HMI触摸屏是否切换到手动控制，是则执行步骤3，否则HMI触摸屏显示提示信息和切换按钮；

步骤3、增压装置是否开启，是则执行步骤4，否则执行步骤8；

步骤4、关闭增压装置，开启电磁阀、电动球阀泄压，接着执行步骤5；

步骤5、自动环境控制系统侦测是否完成泄压，是则执行步骤6，否则继续泄压；

步骤6、两道电动密封门开启，接着执行步骤7；

步骤7、自动环境控制系统关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯；

步骤8、两道电动密封舱门关闭，接着执行步骤9；

步骤9、自动环境控制系统关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯。

远程一键启停程序

如图20所示，微增压共享氧舱的远程一键启停程序与本地一键启停程序的步骤大部分相同，区别在于本地一键启停程序中步骤1、2 替换为以下步骤，

步骤1、后台信息管理系统一键启停指令是否发出，是执行步骤2；

步骤2、后台信息管理系统发出的一键启停指令通过物联网监控终端控制 PLC执行步骤3。

本地一键洗舱程序

步骤1、PLC判断一键洗舱按钮是否按下，是则执行步骤2；

步骤2、压力、氧气含量、一氧化碳、二氧化碳含量等环境变量是否在设置范围内，是则执行步骤3，否则执行步骤5；

步骤3、增压装置开启，电磁阀、电动球阀开启，进气量=排气量，预设服务条件达成后执行步骤4，所述预设服务条件可为如达到服务时长、一氧化碳、氧气含量低于预定值或二氧化碳高于预定值等，根据需要设定；

步骤4、增压装置关闭、电磁阀、电动球阀关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯；

步骤5、在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯。

远程一键洗舱程序

如图22所示，微增压共享氧舱的远程一键洗舱程序与本地一键洗舱程序的步骤大部分相同，区别在于本地一键启停程序中步骤1、2 替换为以下步骤，

步骤1、后台信息管理系统一键洗舱指令是否发出，是执行步骤2；

步骤2、后台信息管理系统发出的一键洗舱指令通过物联网监控终端控制 PLC执行步骤3。

本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本发明基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征作出一些替换和变形，均在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种可移动智能共享压力舱系统，其特征在于，

包括至少一个微增压共享氧舱和后台信息管理系统；

所述微增压共享氧舱包括：

过渡舱，用于用户进入增压舱前的过渡阶段和安装部分的设备，与增压舱相连；所述过渡阶段包括人数监测，扫码支付；所述安装部分的设备包括人数监测终端、扫码支付码、电控柜、消防装置、消防开关；

增压舱，主要用于实现增压增氧功能以供用户使用，并实现包括娱乐、一键启停、应急泄压、消防报警并开启过渡舱电动密封舱门和增压舱电动密封舱门在内的功能；

设备柜，用于安装增压装置、制氧系统的制氧机和制氧终端、以及空调外机，置于增压舱或过渡舱外；

人数监控系统，通过远程监控实现增压舱内人数监测，然后与扫码支付相结合以实现按人数支付费用的功能；

自动环境监控系统，用于控制压力舱内压力，监测并控制舱内空气成分，自动消防报警，在消防报警或不能控制舱内压力或控制舱内空气成分时自动紧急关闭微增压共享氧舱，并紧急减压然后开启过渡舱电动密封舱门和增压舱电动密封舱门；

制氧系统，用于氧气发生并供应用户使用；

手动环境监控系统，用于实现用户手动和远程监控人员远程手动实现一键洗舱、一键启停、应急减压、消防响应和消防报警功能；

舱内电控系统，用于对各用电设备的供电和控制；

通讯系统的舱内端，用于与远程监控实现双向通讯；

所述后台信息管理系统包括：

远程监控系统，用于远程监控各微增压共享氧舱地理位置、舱内环境和远程启停使用功能，舱内实现双向通讯，以及接收自助扫码支付系统信息以据此远程启停使用功能；

远程定位系统，用于定位各微增压共享氧舱地理位置；

自助扫码支付系统，用于用户扫码支付使用费用，并反馈给远程监控系统；包括H5页面，H5页面用于向支付用户展示商户服务信息，包括服务类别及收费标准；支付用户选择服务类别后，发送订单及支付请求；

商户后台管理系统，与用于用户端的H5页面配合，提供各种对外接口，并建立后台管理工作；

所述过渡舱，包括过渡舱舱体，过渡舱舱体设置有过渡舱电动密封舱门，过渡舱电动密封舱门旁的过渡舱舱体外壁设置有扫码支付码；

所述过渡舱舱体安装有消防装置、消防开关、第一电动球阀、第一手动减压阀、人数监测终端和电控柜；

所述第一电动球阀安装在过渡舱舱壁，通向舱外，与控制箱中PLC连接， 用于控制并实现过渡舱的增压、泄压；

所述自动环境监控系统，通过控制箱的PLC与后台信息管理系统中的远程监控系统中的舱内自动环境监控系统连接，用于监测和控制增压舱内环境，包括

HMI触摸屏，安装在增压舱舱体中，与控制箱中的PLC相连，用于显示舱内各种环境数据、各种报警数据，各种提示信息，本地一键启停按钮，本地一键洗舱按钮；

烟雾报警装置，安装在增压舱舱体中，与控制箱中的PLC相连，用于侦测增压舱舱体中是否存在烟雾，以能够在火灾时向用户和后台信息管理系统的远程监控系统发出报警信号；

第二电动球阀，安装增压舱体上，通向舱外，与控制箱的PLC相连，用于控制并实现增压舱的增压、泄压；

电磁阀，安装增压舱体上，与控制箱的PLC相连，用于控制并实现增压舱的增压、保压；

增压装置，安装在设备柜中，包括依次连接的过滤器、风机、单向阀和消音器，最后连接到增压舱舱体，其中，风机设置有变频器，变频器与控制箱的PLC相连，增压装置还包括设置在增压舱舱体上的释压阀；

环境监测箱，设置在增压舱舱体内，用于监测增压舱舱体内压力、氧气浓度、一氧化碳浓度和二氧化碳浓度，设置有分别与控制箱的PLC相连的压力变送器、氧气变送器、一氧化碳变送器和二氧化碳变送器；

所述手动环境监控系统，用于手动控制增压舱舱体内环境、启停增压舱、手动消防报警和手动灭火，包括：

一键洗舱键，设置在HMI触摸屏，用于实现用户只需按下本键就能将增压舱舱体内空气与舱外交换，且舱内压力保持不变；

一键启停键，设置在HMI触摸屏，用于实现用户只需按下本键就能启动或停止增压舱的工作并自动开启或关闭增压舱电动密封舱门，在增压舱没有启动时，本键显示为“一键启动”，在增压舱已经启动后，本键显示为“一键停止”；

第一、第二手动应急减压阀，分别设置在过渡舱舱体和增压舱舱体内，用于用户或其他人员手动开启卸载增压舱、过渡舱舱体内压力；

消防装置，设置在增压舱舱体内，用于扑灭舱体内火灾，包括灭火器，分别连接报警装置，以及通过控制箱的PLC经物联网监控终端连接到后台信息管理系统的远程监控系统；

消防开关，设置在过渡舱舱体和增压舱舱体内，用于火警本地和远程报警；

报警开关，设置在增压舱舱体内，分别连接到设置于增压舱舱体外顶部的报警装置和控制箱的PLC，报警装置能够发出声光报警，警告舱外人员，通过控制箱的PLC经物联网监控终端连接到后台信息管理系统，实现远程报警；

报警装置，用于环境监控检测到异常并不能恢复环境正常时发出警报，由自动环境控制系统通过控制箱的PLC发送命令到报警装置；

所述舱内电控系统，用于保障各系统、各设备稳定供电，并根据控制箱的PLC的指令启停各设备，包括电控柜，

所述电控柜，设置在过渡舱，与控制箱的PLC相连，接收PLC指令，并通过配电柜控制各设备工作；电控柜设置有配电柜和供配电系统；

所述物联网监控终端硬件部分包括数据采集终端，由STM32F407主控芯片和SIM900AGPRS通信模块组成，并提供丰富的外设接口，包括5个串口；1个CAN口；1个网口以及1个USB接口，以便对多设备进行数据采集。

2.一种可移动智能共享压力舱系统的实现方法，其特征在于，包括自动工作流程、本地一键启停程序、远程一键启停程序、本地一键洗舱程序和远程一键洗舱程序；

所述自动工作流程，其包括如下步骤：

步骤1、开始；

步骤2、自助扫码支付；

步骤3、微增压共享氧舱智能自检；

步骤4、过渡舱、增压舱电动密封舱门开启；

步骤5、人数监测系统确认人员进入增压舱，并语音提示过渡舱、增压舱电动密封舱门将关闭，请做好准备；

步骤6、过渡舱、增压舱电动密封舱门关闭，并语音提示增压将开始；

步骤7、自动环境控制系统开启，判断环境监控是否正常：是，执行步骤8；否，执行步骤14；

步骤8、增压舱内增压增氧至规定时间；

步骤9、过渡舱、增压舱电动密封舱门开启；

步骤10、自动环境控制系统关闭；

步骤11、人数自动识别系统确认人员出舱；

步骤12、过渡舱、增压舱电动密封舱门关闭；

步骤13、通过物联网监控终端上报远程监控定位系统后台信息管理系统；

步骤14、结束；

步骤15、远程监控系统报警，人工调整参数；

步骤16、判断环境监控是否恢复正常：是，执行步骤8；否，执行步骤16；

步骤17、舱内、外报警装置启动，并语音提示用户停止使用和离开；

步骤18、现场维护；

步骤19、控制箱上报维修完成、警报解除信息；

步骤20、远程监控系统报警解除，然后执行步骤13；

所述本地一键启停程序，其包括如下步骤：

步骤1、PLC判断一键启停按钮是否按下，是则执行步骤2；

步骤2、HMI触摸屏是否切换到手动控制，是则执行步骤3，否则HMI触摸屏显示提示信息和切换按钮；

步骤3、增压装置是否开启，是则执行步骤4，否则执行步骤8；

步骤4、关闭增压装置，开启电磁阀、电动球阀泄压，接着执行步骤5；

步骤5、自动环境控制系统侦测是否完成泄压，是则执行步骤6，否则继续泄压；

步骤6、两道电动密封门开启，接着执行步骤7；

步骤7、自动环境控制系统关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯；

步骤8、两道电动密封舱门关闭，接着执行步骤9；

步骤9、自动环境控制系统关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯；

所述远程一键启停程序，其包括如下步骤：

步骤1、后台信息管理系统一键启停指令是否发出，是执行步骤2；

步骤2、后台信息管理系统发出的一键启停指令通过物联网监控终端控制 PLC执行步骤3；

步骤3、增压装置是否开启，是则执行步骤4，否则执行步骤8；

步骤4、关闭增压装置，开启电磁阀、电动球阀泄压，接着执行步骤5；

步骤5、自动环境控制系统侦测是否完成泄压，是则执行步骤6，否则继续泄压；

步骤6、两道电动密封门开启，接着执行步骤7；

步骤7、自动环境控制系统关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯；

步骤8、两道电动密封舱门关闭，接着执行步骤9；

步骤9、自动环境控制系统关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯；

所述本地一键洗舱程序，其包括如下步骤：

步骤1、PLC判断一键洗舱按钮是否按下，是则执行步骤2；

步骤2、环境变量是否在设置范围内，是则执行步骤3，否则执行步骤5；

步骤3、增压装置开启，电磁阀、电动球阀开启，进气量=排气量，预设服务条件达成后执行步骤4；

步骤4、增压装置关闭、电磁阀、电动球阀关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯；

步骤5、在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯；

所述远程一键洗舱程序，其包括如下步骤：

步骤1、后台信息管理系统一键洗舱指令是否发出，是执行步骤2；

步骤2、后台信息管理系统发出的一键洗舱指令通过物联网监控终端控制 PLC执行步骤3；

步骤3、增压装置开启，电磁阀、电动球阀开启，进气量=排气量，预设服务条件达成后执行步骤4；

步骤4、增压装置关闭、电磁阀、电动球阀关闭，并在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯；

步骤5、在HMI触摸屏显示信息，同时通过PLC和物联网监控终端与后台信息管理远程监控系统通讯。

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